肿瘤研究的分子生物学数据库资源
肿瘤分子生物学
mutation which changes ras from a proto-oncogene to an oncogene eliminates its GTPase activity so that, even with a functional, GAP protein, ras will not hydrolyze GTP-GDP and remains active, coupling to the MAP kinase cascade and triggering the expression of early response genes Jun and Fos.
Vinculin(纽带蛋白), a protein that helps link the cytoskeleton to the cell
membrane shows elevated phosphorylation in transformed cells and may be involved in the morphological changes observed in transformed cells.
are normal cellular genes which promote normal growth and development
细胞癌基因的分类
生长因子类(growth factor )—sis 生长因子受体类(growth factor receptors)—PDGF、
EGF、 酪氨酸激酶类(tyrosine protein kinase—Src
肿瘤分子生物学
肿瘤（tumor）是一类疾病的总称，它们的基本特征是细胞增殖与凋亡失控，扩张性增生形成新生物。
肿瘤可分为良性肿瘤（benign tumor）和恶性肿瘤（malignant tumor）。
良性肿瘤生长缓慢，虽可增长至相当大的体积，但仍保留正常细胞的某些特性，通常在瘤体外有完整的包膜，手术切除后患者预后良好。
绝大多数良性肿瘤基本上是无害的，不引起或很少引起宿主损伤。
恶性肿瘤统称为癌症（cancer），它不同于良性肿瘤的最重要的特性是能侵袭周围组织，疾病晚期癌细胞发生远端转移，破坏受侵袭的脏器，最终使机体衰亡，但如能在侵袭转移前切除癌瘤，一般预后明显改善。
2、癌细胞的恶性生物学特征（1）失去了对中止细胞增殖信号和细胞分化信号的反应，并可传出自主的细胞生长、增殖信号。
（2）逃避了细胞凋亡和衰老，是细胞永生。
当正常细胞受到严重损伤和营养缺乏时，就发生凋亡并自动解体；而癌细胞并不一定会发生凋亡。
体外培养的正常细胞，即使没有受到损伤，约分裂50后也会自动停止分裂，最终细胞死亡（细胞衰老）；而癌细胞能无限制地增殖，获得了永生化。
这可能与调控细胞凋亡基因的缺陷和端粒酶恢复活性相关。
（3）失去细胞的区域性限制，具有了侵袭和转移能力。
例如在体外培养的正常细胞中增殖至彼此接触时，就停止生长和分裂（结出抑制），故细胞呈单层生长，而癌细胞失去了接触抑制，继续分裂而呈多层重叠生长；同时癌细胞表面的识别能力和黏着性发生了改变，使癌细胞不能像不同的正常组织细胞那样保持彼此分开，而能侵入临近组织。
（4）自主的血管生成能力，这保证了肿瘤体积增大后和新形成转移肿瘤的血液供应，以维持癌细胞生长和增殖之所需。
上述这些癌细胞的恶性特性，使它们能在没有增殖信号的情况下，自主地无限制增殖，当达到一定的体积时就可能侵袭邻近组织，癌细胞还可能脱落进入血液和淋巴液，发生远端转移并扩增，最终导致宿主死亡。
3、癌的单克隆起源和异质性除少数例外，癌是原始的、单个癌细胞增殖的后代，即癌为单克隆起源。
肿瘤生物学
肿瘤生物学
肿瘤生物学是研究肿瘤生长、发展和治疗的学科。
它涉及了诸多领域，包括细胞生物学、分子生物学、遗传学、免疫学、生物化学等。
肿瘤生物学研究肿瘤的形成和进展过程，探讨肿瘤细胞的特性以及它们与正常细胞之间的差异。
研究人员通过观察和分析肿瘤的生长、扩散和转移机制，以及与宿主体内环境的相互作用，来深入了解肿瘤的发病机理。
在分子生物学领域，肿瘤生物学研究肿瘤相关基因的突变以及这些突变对细胞信号传导、细胞增殖和凋亡等生物过程的影响。
通过研究细胞周期调控、DNA修复、细胞信号转导通路等分
子机制，从而寻找可能的靶点，开发新型的抗肿瘤药物。
肿瘤生物学还涉及肿瘤免疫学，研究免疫系统如何识别和控制肿瘤细胞的生长。
试图开发肿瘤免疫疗法，通过增强机体对肿瘤细胞的免疫应答来治疗肿瘤。
总体而言，肿瘤生物学的研究对于揭示肿瘤发生的机制、发展新的治疗策略以及促进肿瘤早期诊断和预防具有重要意义。
肿瘤的分子生物学研究
肿瘤的分子生物学研究引言肿瘤是一种由体内细胞发生异常增殖和分化的疾病，它是人类健康的重大威胁之一。
传统医学对于肿瘤的研究主要集中在病理学和临床方面，而分子生物学的发展为深入了解肿瘤的发生、发展和治疗提供了新的途径。
本文将介绍肿瘤的分子生物学研究的重要性，分子机制以及分子生物学在肿瘤治疗中的应用。
一、肿瘤的分子生物学研究的重要性1. 揭示癌症发生的分子机制肿瘤的发生和发展是一个复杂的多步骤过程，涉及到细胞增殖、分化、凋亡、血管生成等多个生物过程的紊乱。
通过肿瘤的分子生物学研究，我们能够揭示肿瘤发生的分子机制，了解肿瘤细胞的异常信号传导通路、基因突变和表达异常等特点，为肿瘤的早期诊断和治疗奠定基础。
2. 提供个体化治疗策略肿瘤是一种高度异质性的疾病，不同患者的肿瘤在基因组、转录组和蛋白组水平上存在明显差异。
通过分子生物学技术，我们可以通过基因检测、蛋白质组学和转录组学等手段，对肿瘤进行分子分型，为患者提供个体化的治疗策略。
例如，通过检测肿瘤的突变基因，选择合适的靶向治疗药物，提高治疗效果。
二、肿瘤的分子机制1. 基因突变基因突变是肿瘤发生最重要的分子机制之一。
肿瘤细胞中的关键基因发生突变后，会导致细胞增殖、凋亡等生物过程紊乱。
例如，TP53基因是肿瘤抑制基因中最常见的一个，其突变会导致细胞凋亡受损，增加肿瘤发生的风险。
另外，一些促癌基因如EGFR、KRAS等突变也与肿瘤发生相关。
2. 基因表达异常除了基因突变外，肿瘤细胞的基因表达异常也是肿瘤发生的重要机制。
通过转录组学的研究，我们可以发现肿瘤细胞中某些基因表达水平显著增加或减少。
例如，HER2基因在乳腺癌中的高表达与肿瘤的发生、发展密切相关。
利用这些异常的基因表达水平，可以寻找对肿瘤起关键作用的调控因子，并开发相应的治疗方法。
3. 信号传导通路异常肿瘤细胞中的信号传导通路异常也是肿瘤发生的重要因素。
正常情况下，细胞的增殖、凋亡等生物过程受到复杂的信号网络控制。
肿瘤病理学和分子生物学研究
汇报人：XX 2024-01-24
contents
目录
• 引言 • 肿瘤病理学基础 • 分子生物学基础 • 肿瘤病理学与分子生物学的关系 • 肿瘤病理学和分子生物学的研究方法 • 肿瘤病理学和分子生物学的未来展望
01 引言
肿瘤病理学和分子生物学的重要性
揭示肿瘤发生机制
细胞信号传导和细胞周期
细胞信号传导的分子 机制
细胞信号传导是指细胞外因子通过与 细胞膜上的受体结合，引发细胞内一 系列生物化学反应，最终调节细胞生 理活动的过程。细胞信号传导的分子 机制包括受体介导的信号传导、G蛋 白偶联受体介导的信号传导以及酶联 受体介导的信号传导等。
细胞周期及其调控
细胞周期是指细胞从一次分裂完成开 始到下一次分裂结束所经历的全过程 ，分为间期和分裂期两个阶段。细胞 周期的调控涉及多个检查点和调控因 子的作用，确保细胞周期的正常进行 和DNA的准确复制。
推动新药研发
肿瘤病理学和分子生物学研究有助于 揭示肿瘤的发生、发展和转移机制， 为预防和治疗提供理论依据。
深入了解肿瘤细胞的生物学特性和分 子机制，有助于发现新的药物靶点和 研发更有效的抗肿瘤药物。
指导临床诊断和治疗
通过对肿瘤病理学和分子生物学的深 入研究，可以指导临床医生制定个性 化的治疗方案，提高治疗效果和患者 生存率。
肿瘤表观遗传学
表观遗传修饰与肿瘤发生
研究表观遗传修饰（如DNA甲基化、组蛋白修饰等）在肿瘤发生 发展中的作用。
肿瘤干细胞与表观遗传调控
探讨肿瘤干细胞与表观遗传调控的关系，如肿瘤干细胞的自我更新 和分化潜能受表观遗传调控的影响。
表观遗传治疗
研究针对表观遗传修饰的肿瘤治疗方法，如DNA甲基化抑制剂、 组蛋白去乙酰化酶抑制剂等药物的研发和应用。
恶性肿瘤研究的新领域从细胞生物学到分子生物学的跨越
恶性肿瘤研究的新领域从细胞生物学到分子生物学的跨越恶性肿瘤，也被称为癌症，是一类致命的疾病，对全球范围内的人类健康构成了巨大威胁。
多年来，科学家们致力于研究恶性肿瘤的本质和治疗方法，通过不断拓展研究领域，特别是从细胞生物学到分子生物学的跨越，取得了令人瞩目的成果。
本文将探讨这个新领域在恶性肿瘤研究中的作用和意义。
一、细胞生物学揭示了恶性肿瘤的本质恶性肿瘤的产生源于人体细胞的变异和恶性增殖。
细胞生物学作为对细胞结构和功能研究的学科，为研究恶性肿瘤提供了坚实的基础。
通过观察恶性肿瘤细胞的形态特征、增殖方式以及细胞器的异常变化，科学家们逐渐认识到恶性肿瘤的细胞基础和致病机制。
二、分子生物学揭示了恶性肿瘤的遗传规律分子生物学是在细胞生物学基础上发展起来的学科，致力于研究基因与生命活动之间的关系。
在恶性肿瘤研究中，分子生物学的应用愈发重要。
科学家们通过对恶性肿瘤细胞中的基因突变、染色体异常以及信号通路的改变等方面的研究，揭示了恶性肿瘤的遗传规律，进一步了解了肿瘤形成和发展的机制。
三、跨越带来的挑战与机遇从细胞生物学到分子生物学的跨越，拓宽了恶性肿瘤研究的视野，但也带来了一系列的挑战与机遇。
首先，研究方法的更新和技术的进步，为科学家们提供了更多的工具和数据，但也需要应对数据处理和分析方面的挑战。
其次，跨学科的合作和交流成为必然趋势，研究者需要跨越学科的边界，共同探索恶性肿瘤的奥秘。
最后，分子定位和精准治疗等新的研究方向，也为科学家们提供了更多的机遇，助力于恶性肿瘤的早期诊断和治疗。
四、未来的展望随着科学技术的不断进步和研究方法的不断创新，恶性肿瘤研究的新领域将继续向更深层次拓展。
例如，对于肿瘤干细胞的研究，已经成为了当前研究的热点之一。
此外，基因编辑和免疫治疗等新的治疗策略也将不断涌现，为恶性肿瘤的防治提供更多的选择。
总结：细胞生物学到分子生物学的跨越，为恶性肿瘤研究开拓了新的领域和视角。
通过揭示恶性肿瘤的细胞基础和遗传规律，科学家们深入了解了肿瘤的发生和发展机制。
肿瘤侵袭和转移的分子生物学研究
肿瘤侵袭和转移的分子生物学研究随着生命科学技术的不断发展，肿瘤的研究也越发深入。
肿瘤侵袭和转移是肿瘤治疗的难点之一，它是导致肿瘤死亡的主要原因之一。
因此，研究肿瘤侵袭和转移过程的分子生物学机制，对于揭示肿瘤的发生机理、防治肿瘤的转移具有重要的意义。
肿瘤侵袭和转移的分子生物学机制肿瘤细胞侵袭移行和转移是非常复杂的过程。
目前认为，形成肿瘤的转移是由单个或一组肿瘤细胞从原位病灶逸出，穿透基底膜，侵入周围组织，进而进入血液或淋巴系统，再度迁移，定居在新的组织器官所形成的病灶。
这些肿瘤细胞经过多次迁移，在不同组织部位的抵抗能力可能很不相同，其保持生存和再生产的能力是肿瘤侵袭转移的基础。
研究发现，在肿瘤的侵袭和转移过程中，肿瘤细胞与其周围环境之间的相互作用起着至关重要的作用。
肿瘤细胞侵袭和转移过程中分子生物学机制的研究，着重于讨论这种相互作用的分子机制。
这些机制包括：肿瘤细胞增殖、血管生成、不死化、上皮-间充质转化等多个方面，下面我们逐一讲解。
1、肿瘤细胞增殖肿瘤细胞增殖是肿瘤发生和转移的基础。
许多增殖因子在癌变和肿瘤再生中起着很重要的作用，其中胰高血糖素样肽、神经生长因子、转化生长因子也是肿瘤细胞增殖的重要调节因子。
电子显微镜观察到，在肿瘤再生中，肿瘤细胞与其周围环境细胞之间不断发生相互作用，细胞间的无形着力和信号传递改变了肿瘤细胞的增殖状态，进而改变了肿瘤的发生。
2、血管生成血管生成是肿瘤细胞侵袭和转移的重要因素之一。
肿瘤细胞组织中有很多活细胞，这些细胞通过分泌PIGF、VEGF等因子，刺激血管生成进程加速，从而形成肿瘤血管。
肿瘤血管与常规的血管有所不同，专门为肿瘤细胞生长提供含氧血液和养分。
因此，通过干扰血管生成过程，可以阻止肿瘤侵袭和转移。
3、不死化不死化是肿瘤细胞侵袭和转移过程中最为复杂的机制之一。
在肿瘤细胞群中，存在很多诱导细胞死亡的化学药物。
然而，一些肿瘤细胞可以以一种不死的方式进行存活，并继续侵袭和转移。
探究肿瘤分子生物学机制及治疗新策略
探究肿瘤分子生物学机制及治疗新策略肿瘤是一种常见的细胞增殖异常的疾病，也是人类健康的一大威胁。
肿瘤细胞异常的增殖行为涉及到多种生物学机制，目前还没有一种完全有效的治疗方法。
所以，探究肿瘤分子生物学机制及治疗新策略就显得尤为重要。
1.肿瘤分子生物学机制的基础肿瘤是由生物体组织中发生的某种细胞增殖异常产生的病变，肿瘤的形成是多种生物学机制共同作用的结果。
其中最主要的是肿瘤细胞的基因变异和失调，包括基因突变、染色体易位、基因拷贝数变化等，这些变异会导致肿瘤细胞的增殖、浸润和转移能力发生变化。
同时，还存在一些肿瘤细胞中特有的生物学机制，例如肿瘤细胞对免疫系统的逃逸机制、肿瘤微环境的影响等等。
这些生物学机制的深入研究，有助于揭示肿瘤发生发展的真实本质，为肿瘤治疗提供理论基础。
2.肿瘤治疗现状及存在的问题目前肿瘤治疗的主要手段包括手术、放疗、化疗以及相应的中医药治疗等。
这些治疗手段相互配合，可以有效地减少肿瘤的体积和转移的风险，但是这些治疗手段的效果也是有限的。
其中最大的问题就是由于化疗和放疗对正常细胞也会产生影响，因此可能会对患者的身体造成影响和副作用，需要进行有效的护理和监测。
此外，在治疗过程中也可能会出现耐药性问题，导致治疗效果不佳。
3.肿瘤治疗新策略针对当前肿瘤治疗所存在的问题，我们需要在深入研究肿瘤生物学机制的基础上，在治疗方面进行创新。
目前，基于肿瘤分子生物学机制的治疗方法得到了越来越多的关注，其主要有以下几种：3.1 靶向治疗靶向治疗是指通过选择性地作用于肿瘤特异性分子或信号通路来杀死癌细胞的方法。
这种治疗方法通常会抑制癌细胞增殖，并且尽可能地减少对正常细胞的影响。
目前已经有很多靶向治疗方法，其中较为成功的包括EGFR抑制剂、VEGF抑制剂、HER2抑制剂、BCR-ABL1抑制剂等等。
3.2 免疫治疗在免疫治疗中，我们通常会利用免疫系统识别和杀伤肿瘤细胞的能力来治疗肿瘤。
免疫治疗方法包括肿瘤疫苗、T细胞治疗、PD-1/PD-L1抑制剂等等。
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cDNA xProfiler
SAGE
SAGE Anatomic View果
SAGE的数据
RNAi
PATHWAYS
BioCarta公司信号转导途径图谱 KEGG代谢途径和信号转导途径图谱 Pathway Searcher
Tools
ACTB/GLI TGF/NR4A3 PAX3/NCOA1
FUS/CREB3L1
CIC/DUX4 COL6A3/CSF1
EWSR1/CREB1
EWSR1/SP3
HMGA2/EBF SEC31A/ALK
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
Soft Tissue Tumors with Specific Gene Fusions
肿瘤研究的分子生物学数据库 资源
一篇论文的题目
Zhu F, Zykova TA, Kang BS, Wang Z, Ebeling MC, Abe Y, Ma WY, Bode AM, Dong Z. Bidirectional signals transduced by TOPKERK interaction increase tumorigenesis of HCT116 colorectal cancer cells. Gastroenterology. 2007; 133(1):219-31.
流程图
锚定内切酶（NlaIII）酶切
NlaIII3’端序列为标签，再用BsmF1酶切后释放标签
将标签相互连接并连入质粒载体
测序并计算标签的拷贝数
计算机分析
查询方式
– ...by tag – ...by sequence – ...by library – ...by gene name
输入序列
主要内容
NCBI的相关数据库资源 肿瘤学和血液学的细胞遗传学 ExPASy的数据库资源和工具
NCBI的相关资源
National Center for Biotechnology Information
Genes and disease
Genes工具列表
– Gene finder：按照特定标准查找单个或多个基因的工具
– Gene Ontology Browser：通过分子功能、生物学过程和细
– – – –
胞组分对人和小鼠的基因分类 Nucleotide BLAST：通过CGAP界面，查找给定核苷酸序 列的代表基因 Lists of Candidate, Validated, and Confirmed SNPs：包含单 核苷酸多态性的基因信息 CGAP SNP Index：通过基因名称、符号和GenBank序列 号查找代表SNPs SNP Gene Viewer：将人类SNPs定位于参考序列和MGC序 列，预测蛋白编码的变化
COL1A2/PLAG1 EWSR1/ZNF278 FUS/ATF1 HAS2/PLAG1 TCF12/NR4A3 TPM3/ALK TPM4/ALK
ASPSCR1/TFE3 CLTC/ALK LPP/C12ORF9
CARS/ALK HMGA2/CMKOR1
ATIC/ALK FUS/CREB3L2 FUS/ERG RANBP2/ALK SS18L1/SSX1
– 用于查找SNP的工具 – 可以通过基因名称、SNP号、染色体和基因功能
查询
查找肿瘤重复出现的染色体畸变
Tissues
来源于组织的基因表达信息
– Library Summarizer（GLS）：在特定的cDNA文
库中查找所有基因。 – cDNAntial Gene Expression DisplaGEmap xProfiler：xProfilrtual Northern：以图形形式显示一个基因 在不同cDNA中出现的频率，代表其表达丰度。
目的是研究肿瘤细胞的分子改变
CGAP主页
Genes
每个基因————一个Gene info页面
– UniGene、LocusLink、OMIM、DTP search、cDNA
Libraries、Cluster Assemblies、和SNPs等数据库的链接 – 细胞遗传学定位和Mitelman断裂点信息 – 蛋白相似性 – 人类和小鼠的同源组 – IMAGE（Integrated Molecular Analysis of Genomes and their Expression）协议来源的序列链接 – 全长MGC（Mammalian Gene Collection）克隆链接 – Gene Ontology功能分类
6 5 4 3 2 1
IGH, IGK, IGL
3
Promoter
Coding sequences
2
5 4 3 2 1 6 5 4 3 2 1 1 2 4
2
2
1 3 2 1 1
1
1
Deregulated gene
Promoter Coding sequences
12
1 2
1 3
1
23
4 5
2
2 3 4
先查询序列中的Tag
根据Tag来查询在SAGE中出现的频率输入GenBank号或序列进行查询
查询结果
查询结果
Cancer Genome Anatomy Project (/)
由National Cancer Institute（NCI）管理
Gene info
Chromosomes
Mitelman Database of Chromosome Aberrations in Cancer （肿瘤染色体畸变数据库）
– Recurrent Chromosome Aberrations Searcher用来查
找重复出现的染色体畸变
SNP500 Cancer Database
EWSR1/NR4A3 HMGA2/LPP SS18/SSX1
EWSR1/DDIT3 EWSR1/ETV4
COL1A1/PDGFB EWSR1/FEV
ETV6/NTRK3
HMGA2/LHFP SS18/SSX4 TAF15/NR4A3
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
1999
46 Fusion Genes in Benign and Malignant Soft Tissue Tumors
– 与其他大型数据库的链接
Tools and software packages
CGAP基因表达分析工具的汇总
肿瘤学和血液学的细胞遗传学
biogen.fr/services/chromcancer/
收集了各种在肿瘤中具有染色体异常的 基因，包括其基因名称、产物、在肿瘤 中的异常情况，以及与各种数据库的链 接 收集了白血病、实体瘤、癌前病变的细 胞遗传学数据 以染色体来分类描述各种肿瘤中的染色 体异常 包括了许多高水平的综述(Deep Insight)和 病例报告
– 一群mRNA中的每一个mRNA的同一位置取9-10bp
的一段序列，（从统计学上说这样的序列可以代表 95%的人类基因），每一种9-10bp的序列的拷贝数
则代表基因表达的拷贝数，也就可以说明基因表达
活性的高低。
–
方法
RNA反转录为cDNA，同时用生物素标记cDNA末端 cDNA分离酶切位点3‘端的序列
3
2
Promoter
1
Coding sequences
3
1 2 3 4 5 6 7
MYC
4
2 3 4
Deregulated transcription
EWSR1/FLI1
EWSR1/ATF1 FUS/DDIT3 PAX3/FOXO1A
EWSR1/ERG EWSR1/WT1 PAX7/FOXO1A SS18/SSX2
4.3%
4.1% 2.4% 2.3% 0.7%
inv(3)(q21q26)
t(6;9)(p22;q34) t(1;22)(p13;q13) t(8;16)(p11;p13) t(7;11)(p15;p15)
RPN1/EVI1
DEK/NUP214 RBM15/MKL1 MYST3/CREBBP NUP98/HOXA genes
单基因遗传病的站点
– 介绍多个系统的遗传病，可下载PDF文件。 – 图示遗传病相关基因在染色体的定位 – 与相关数据库相互链接
Genes and disease 页面
染色体的图谱
SKY—Spectral Karyotyping
– 多色标记的探针与染色体杂交
M-FISH—Multiplex Fluorescence In Situ Hybridization CGH—Comparative Genomic Hybridization
– 另一种酶再切割cDNA片段，去除带生物素的3’端 – 用PCR扩增每一个标签片段，将30-50个不同的标签片 – 随后用一种限制性内切酶（NlaIII (CATG)）切割
段连成一个单一的DNA分子
– 最后克隆并测序这些分子
– 酶切位点3'端的序列出现的拷贝数就代表了基因表达活
性的高低
选择细胞
磁珠分离RNA并合成cDNA
Extraskeletal myxoid chondrosarcoma, Lipoma Dermatofibrosarcoma protuberans Infantile fibrosarcoma AFH, Lipoblastoma, Inflammatory myofibroblastic tumor Alveolar soft part sarcoma Low grade fibromyxoid sarcoma, Soft tissue chondroma Pericytoma Tenosynovial giant cell tumor